一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，包括：以硅烷偶联剂KH

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯
，尤其涉及一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯弹性体是一类加热可塑化、溶剂可溶解的聚氨酯，其作为一种新型的有机高分子合成材料，弹性模量跨越塑料与橡胶，兼具橡胶的柔性与塑料的刚性，且因其具有优异的耐磨性、耐低温性、高强度、耐油、耐化学药品等性能，已被广泛应用于国防、运动、工业等行业。然而，与其他许多热塑性塑料一样，热塑性聚氨酯弹性体本身阻燃性能差，遇到明火会持续燃烧、发生严重的熔融滴落、产生大量烟气等，这极大地限制了其在一些行业的应用。为了提高热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性，目前已采取了许多措施，但是仍存在阻燃性欠佳的缺陷。

技术实现思路

[0003]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其条件可控，得到的复合材料阻燃性能优异。
[0004]本专利技术提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]S1、将乙醇与水混合，调节其pH值为5
‑
6，加入硅烷偶联剂KH
‑
570和异氰酸丙基三乙氧基硅烷水解，加入石墨烯，然后在65
‑
75℃下搅拌反应3.5
‑
5.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料A；
[0006]S2、在氮气的保护下，在0～
‑
5℃的温度下将三氯氧磷加入N，N
‑
二甲基甲酰胺中混合均匀，加入三乙胺，滴加丙烯酸羟乙酯的N，N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加完毕后在0～
‑
5℃的温度下保温反应7
‑
11h，加入吡啶，滴加4,4
’‑
二氨基二苯醚的N，N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加完毕后升温至70
‑
80℃反应3
‑
6h，反应结束后抽滤、水洗、干燥得到物料B；
[0007]S3、在密闭反应器中加入环己烷、物料A和Ziegler
‑
Natta催化剂后搅拌，用氩气置换后加入物料B，在温度为55
‑
65℃、压力为1
‑
1.5MPa的条件下反应30
‑
150min，加入盐酸后固液分离、洗涤、干燥得到物料C；
[0008]S4、将氯化钴加入N，N
‑
二甲基甲酰胺与水的混合液中，加入物料C混合均匀，再加入三乙烯二胺搅拌均匀得到反应液，将反应液置于水热反应釜中进行水热反应、离心、洗涤、干燥得到物料D；
[0009]S5、将热塑性聚氨酯弹性体、聚磷酸铵、二乙基次膦酸铝、物料D、CeO2纳米片、碳纤维和1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐置于密炼机中密炼，密炼结束后取出，冷却至室温得到所述高阻燃聚氨酯复合材料。
[0010]优选地，在S1中，所述硅烷偶联剂KH
‑
570、异氰酸丙基三乙氧基硅烷、石墨烯的质量比为1
‑
2：0.5
‑
1：4
‑
8。
[0011]优选地，在S2中，所述三氯氧磷、三乙胺、丙烯酸羟乙酯、吡啶、4,4
’‑
二氨基二苯醚的摩尔比为2
‑
3：1：1.5
‑
3：0.5
‑
1.5：2.5
‑
4。
[0012]优选地，在S3中，所述物料A、物料B的重量比为25
‑
50：1；所述Ziegler
‑
Natta催化剂的重量为物料A重量的0.02
‑
0.025％。
[0013]优选地，在S4中，所述氯化钴、三乙烯二胺的摩尔比为1：3
‑
5；所述物料C的重量为氯化钴重量的5
‑
15％。
[0014]优选地，在S4中，所述水热反应的温度为135
‑
165℃，时间为15
‑
25h。
[0015]优选地，在S5中，所述热塑性聚氨酯弹性体、聚磷酸铵、二乙基次膦酸铝、物料D、CeO2纳米片、碳纤维、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐的重量比为60
‑
85：10
‑
20：3
‑
9：5
‑
11：2
‑
9：3
‑
12：0.1
‑
0.4。
[0016]优选地，在S1中，所述乙醇与水的体积比为5
‑
8：1。
[0017]优选地，在S1中，所述过滤为超滤膜过滤；所述洗涤为无水乙醇洗涤。
[0018]优选地，在S3中，所述洗涤为乙醇洗涤。
[0019]优选地，在S4中，所述N，N
‑
二甲基甲酰胺与水的混合液中，N，N
‑
二甲基甲酰胺与水的体积比为1
‑
3：2
‑
4。
[0020]优选地，在S5中还包括将偶联剂0.1
‑
1份、抗氧剂0.2
‑
1.3份和润滑剂0.1
‑
0.8份置于密炼机中密炼。
[0021]优选地，在S1中，所述石墨烯为氧化石墨烯。
[0022]本专利技术所述高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法中，首先以硅烷偶联剂KH
‑
570和异氰酸丙基三乙氧基硅烷为原料对石墨烯进行改性，将双键和异氰酸引入到了石墨烯的表面，得到了表面含双键的物料A，控制反应的条件，使三氯氧磷、丙烯酸羟乙酯、4,4
’‑
二氨基二苯醚进行反应得到了含有双键的物料B，之后控制反应的条件，使物料B与物料A进行了反应，得到了物料C，之后在物料C的表面形成了钴配合物，获得了物料D，其同时含有磷、氮、硅、钴配合物以及石墨烯等，加入聚氨酯中，与基体的相容性好，且不易迁移，与聚磷酸铵、二乙基次膦酸铝、CeO2纳米片、碳纤维和1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐配合，发挥协同作用，降低了复合材料的热释放速率和总热释放，抑制了有毒有害气体的释放，提高了复合材料的阻燃性能和热性能，降低了火灾危险性。
具体实施方式
[0023]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0024]实施例1
[0025]本专利技术提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S1、将乙醇与水混合，调节其pH值为6，加入硅烷偶联剂KH
‑
570和异氰酸丙基三乙氧基硅烷水解，加入石墨烯，然后在65℃下搅拌反应5.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料A；
[0027]S2、在氮气的保护下，在0℃的温度下将三氯氧磷加入N，N...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将乙醇与水混合，调节其pH值为5
‑
6，加入硅烷偶联剂KH
‑
570和异氰酸丙基三乙氧基硅烷水解，加入石墨烯，然后在65
‑
75℃下搅拌反应3.5
‑
5.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到物料A；S2、在氮气的保护下，在0～
‑
5℃的温度下将三氯氧磷加入N，N
‑
二甲基甲酰胺中混合均匀，加入三乙胺，滴加丙烯酸羟乙酯的N，N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加完毕后在0～
‑
5℃的温度下保温反应7
‑
11h，加入吡啶，滴加4,4
’‑
二氨基二苯醚的N，N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加完毕后升温至70
‑
80℃反应3
‑
6h，反应结束后抽滤、水洗、干燥得到物料B；S3、在密闭反应器中加入环己烷、物料A和Ziegler
‑
Natta催化剂后搅拌，用氩气置换后加入物料B，在温度为55
‑
65℃、压力为1
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1.5MPa的条件下反应30
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150min，加入盐酸后固液分离、洗涤、干燥得到物料C；S4、将氯化钴加入N，N
‑
二甲基甲酰胺与水的混合液中，加入物料C混合均匀，再加入三乙烯二胺搅拌均匀得到反应液，将反应液置于水热反应釜中进行水热反应、离心、洗涤、干燥得到物料D；S5、将热塑性聚氨酯弹性体、聚磷酸铵、二乙基次膦酸铝、物料D、CeO2纳米片、碳纤维和1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐置于密炼机中密炼，密炼结束后取出，冷却至室温得到所述高阻燃聚氨酯复合材料。2.根据权利要求1所述高阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在S1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：史瑞霞，王陆倩，
申请(专利权)人：骏能化工龙南有限公司，
类型：发明
国别省市：